Engineering I: Bergrettung leichter gemacht

Andreas Ladner, Noah Scheiring und Tobias Schauer gehen gern in die Berge. Wobei gehen für sie nicht selten klettern bedeutet. Sie sind auch freiwillige Bergretter. So kennen sie, wie schwer es ist, Verletzte in Tragen über herkömmliche Flaschenzüge hinauf zu ziehen.
Also, lass uns das leichter machen, war die Idee. Aber wie?, die entsprechende Frage. Also warum nicht daraus ein Diplomprojekt machen, der Weg zur (richtigen) Antwort.

Einfacher und mit weniger Aufwand als die bisher verwendeten Mannschaftsflaschenzüge wären sogenannte Differenzialflaschenzüge.  ein solcher besteht aus zwei miteinander fest verbundenen Rollen und Ketten. Letztere sind aber zu schwer.

So sann das Trio darauf, die ketten zu ersetzen – und griff zu leichten Kunstfaserseilen, die gleichsam endlos immer im Kreis miteinander verbunden sind.  Dazu bauten die drei Schüler noch eine gezackte Differenzialrolle mit drei verschieden großen Rillen. So können unterschiedliche Kraftübersetzungen – je nach Erfordernis – gewählt werden. Das Raufziehen wird um geschätzt ein Drittel leichter. Damit die Seile in diese Rillen gepresst werden, konstruierten sie einen Mechanismus mit drei verschiedenen Anpress-Hebeln.
Aufgabe gelungen, praktikabel und obendrein mit dem Sieg in dieser Kategorie belohnt.

Snowboardbindung - The Missing Link

Alles begann vor ein bisschen mehr als drei Jahren. Bei einem gemeinsamen Snowboard-Urlaub begannen die beiden Klassenkollegen, Freunde und Sitznachbarn in der HTL Ottakring, Niklas Pasterniak und Philip Schwarzenecker nicht nur zu fluchen, sondern auch zu spintisieren. Fluchen darüber, was wohl viele Snowboarder_innen am Oa... geht: Nasser Hintern vom Hinsetzen in den Schnee, um nach der Liftfahrt die Schuhe in der Bindung festzuschnallen.

Spintisieren: Nach einer besseren Bindungslösung zu suchen. Die Recherche ergab: Immer wieder wurden Bindungen entwickelt und auf den Markt gebracht, die anders, leichter, schneller funktionierten. Keine aber hat gehalten, was sie sozusagen versprochen hat, entweder zu wenig Halt oder zu wenig Zuverlässigkeit - mit gefährlichen gesundheitlichen Folgen wie Haxenbrüchen. Also... - selber was entwickeln.

Ermutigt von einem Lehrer machte das Schülerduo aus der privaten „Spielerei“ ein Maturaprojekt. Die beiden ersannen und bauten eine Step-In-Bindung: Eine am Board montierte Platte mit einer Metallvorrichtung mit einem Schließ-System. An den Schuhen - es sollten ja die bequemen und doch halt gebenden, weichen bleiben und nicht harte Skischuh-„Schraubstöcke“ werden - montierten sie zwei U-förmige Metallschienen, an denen sie Teile befestigten, mit denen du dann in diese Bindung mit einem druckvollen Schritt einrastest. Damit ist der Schuh stabil mit der Bindung und somit dem Board verbunden. Ein Seilzugmechanismus (Fallschirmseil, also praktisch unreißbar) öffnet die Bindung mit einem festen Griff. Der ermöglicht auch ein loses Stehen in der Bindung - für den hinteren Fuß beim Liftfahren.

Das Duo hat auch schon den praxis-Härtetest absolviert. Beide fuhren im heurigen Winter eine Woche lang am Nassfeld mit den eigenhändig gebauten Bindungen, die mittlerweile zum Patent angemeldet sind. Nächstes Ziel: ein wenig stylischer gestalten und ein Start-Up zu gründen, um eine Kleinserie herzustellen. „Dazu bräuchten wir ja nur eine Biegemaschine, einen Wasserstrahlschneider und eine Fräse“, so das innovative und initiative Duo. Und selbst die Einzelanfertigungen für ihre Testversuche kostete sie - allerdings nur das Material (beschichtetes Holz und Titan) berechnet - 150 Euro, weniger als eine Bindung im Handel.

Electric Differential Lock

Alte Schneefräsen können nun mit einem elektrischen Sperrdifferential nachgerüstet und so auf steilem Gelände leichter und besser gebremst werden. Michael Male, Martin Bostjancic und Florian Hafner aus der Klagenfurter HZL Mössingerstraße haben dies Erfindung ersonnen und auch gebaut. Aus mehreren Lösungsansätzen entschieden sie sich zuletzt für eine Magnetkupplung. Das Trio überlegt die Patentanmeldung und obendrein die Gründung eines Start-Ups, um die eigene Entwicklung zu bauen und verkaufen.

SODEX - Autonomer Bagger

„Schuld“ an der Idee, einen Bagger zu bauen, der selbstständig beispielsweise ein ganzes Loch ausgraben können soll, ist Ralf Pfefferkorns schon früh entdeckte Leidenschaft für diese Geräte. Mit elf Jahren habe er in seinem Heimattal, dem Montafon, schon Bagger gelenkt, ebenso Pistenbullis usw. Und so setzte er in der Projektwoche in der vorjährigen dritten Klasse Kollegen den Floh ins Ohr, einen Bagger – in dem Fall ein online für rund 70 Euro bestelltes, mittelgroßes Spielzeug – mit Sensoren und Elektronik auszustatten. Und ein Programm zu schreiben, um das Gerät sozusagen allein werken zu lassen – oder gegebenenfalls auch fernzusteuern.
Aus der Projektwoche wurde weit mehr. Hunderte, ja Tausende Stunden tüftelten die drei Drittklassler. Nicht immer funktionierte alles auf Anhieb. „Einmal“, so gesteht das Trio aus der HTL Rankweil (Vorarlberg) haben wir vier Stunden gebraucht, um einen Fehler in einer einzigen Programmzeile zu finden. Ein fehlender Strichpunkt hat verhindert, dass der Bagger das tat, was sie geplant hatten.
Hardware-mäßig ließen sie einen Aufsatz 3D-drucken, um die Kabel und die Elektronik am Bagger verbauen zu können.
Das Obige schrieb der Kinder-KURIER im Vorjahr über das Projekt „SODEX - Software driven Excavator“, das es damals ins Finale eines anderen Bewerbes (AXAward) schaffte.

Das damalige Trio strahlte schon aus: Damit geben wir uns nicht zufrieden, wir machen weiter. Zwei bleiben gleich, der oben genannte Pfefferkorn sowie Rapahel Ott. Ein neuer Dritter, Bernhard Gantner, gesellte sich hinzu. Zum einen entwickelten sie Hard- und Software weiter, ein neues Modell kann auf dem Tisch autonom oder gesteuert fuhrwerken. Autonom spielt es beispielsweise mit Besucher_innen am Final-Stand Tic Tac Toe. Zum anderen programmieren die drei nunmehrigen 4.-Kläss’ler schon an der Software für einen echten Bagger - samt Sensoren, die stoppen, wenn wer dem Bagger zu nahekommt. Ein 2,5-Tonnen-Gerät haben sie von einer Firma leihweise zur Verfügung gestellt bekommen.

Das Trio hat sich aber auch Gedanken mit den Folgen ihrer Entwicklung gemacht. Autonome Bagger brauchen keine Fahrer, „aber erstens braucht es mehr Arbeiter, weil ja jede Baustelle schneller fertig wird und zweites sicher auch Fachkräfte, die solche Bagger warten oder reparieren können“, so Ralf Pfefferkorn zum Kinder-KURIER.

Entwicklung, Konstruktion und Bau einer verschleißarmen Bremsanlage für Traktoren

Ein Traktor kann oft ganz schön schwere Last geladen haben, wenn’s dann noch einigermaßen steil bergab geht, nutzen sich die Bremsen schnell ab, abgesehen davon, dass sie überhitzen können. Martin Stock, Johannes Vötter und Stefan Mair von der HTL Saalfelden dachten über Alternativen nach. In ihrer Diplomarbeit entwickelten sie das Konzept, den Motor mit Hilfe einer - gekauften - elektrodynamischen Wirbelstrombremse zu verlangsamen. Dafür programmierten sie eine stufenlose Steuerung. Die Energie bekommt die Zusatzbremse von einer eigenen Lichtmaschine. Die Steuerung im Traktor-„Cockpit“ sendet ihre Befehle via Funk an die neue Bremse, womit das Verlegen von Kabeln erspart wird.